摘要:是磨煤机的供煤设备,其容量应为磨煤机出力的120%。由于煤质、原煤颗粒度、制粉系统和磨煤机型式不同,给煤机也有多种类型,常用的有圆盘式、皮带式、刮板式和振动式4种。
锅炉辅机 boiler auxiliaries
锅炉运转时必需的辅助设备。主要有燃料制备系统、汽水系统和烟风系统的辅机。
1. 燃料制备系统辅机
按不同的燃料配不同的辅机。燃煤锅炉上的主要辅机有给煤机、磨煤机、煤粉分离器和输粉机械。
1.1. 给煤机
是磨煤机的供煤设备,其容量应为磨煤机出力的120%。由于煤质、原煤颗粒度、制粉系统和磨煤机型式不同,给煤机也有多种类型,常用的有圆盘式、皮带式、刮板式和振动式4种。
1.2. 磨煤机
是把煤块(粒)磨制成煤粉的机械。按其转速分为高、中、低3类:
低速磨煤机(16~25转/分)为钢球滚筒式,简称球磨机。筒体直径为2~4米,长3~10米,由18~25毫米厚的钢板制成,外包毛毡,起吸声作用,内敷石棉板、毡层和波浪形或锯齿形钢甲。运转时筒体内装入待磨煤和一定量的钢球(直径为30~60毫米),通过筒体旋转,将钢球带到一定高度后抛下,煤首先受到钢球撞击,同时又受到钢球运动时的挤压和擦作用,将煤块(粒)磨成粉。
中速磨煤机(50~300转/分)按其磨煤元件分为球式和辊式(见图)两种。其原理是依靠磨件(磨球或磨辊)与磨盘(碗、平盘或环)之间的挤压力将煤块(粒)磨制成粉状。为了保持磨件与磨盘的压紧力(3000~5000牛),设有压紧弹簧,运行中可根据磨件的磨损情况进行调整。
高速磨煤机(500~1500转/分)按其结构分为风扇式、锤击式和竖井式。其原理是利用高速旋转的叶片或锤子的撞击作用磨制煤粉,具有磨煤和通风两种功能。所有磨煤机内均依靠热空气输送煤粉,因此磨煤机同时起到干燥煤的作用。
1.3. 煤粉分离器
分为粗粉和细粉两种。粗粉分离器布置在磨煤机出口,根据所配磨煤机型式有离心式、惯性式、轴向式、重力式、回转式等,其功能是将合格的煤粉送出,不合格的煤粉返回磨煤机重磨。细粉分离器(又称旋风分离器)的功能是将气粉混合物中的煤粉与空气分离。气粉混合物切向进入旋风筒,依靠离心力作用分离气和粉,分离效率在85%左右。改进型小直径旋风分离器的分离效率可达90%~95%。
1.4. 输粉机械
包括输粉机和给粉机。输粉机是锅炉房内相邻制粉系统间输送煤粉的设备,常有螺旋输粉机,其出力可达5~300吨/时。给粉机布置在煤粉仓底部出口处,是经风管向炉膛供给煤粉的设备,常有螺旋给粉机和叶轮给粉机。
燃油锅炉上的主要辅机有油过滤器、供油泵和油加热器。油过滤器分粗细两种,分别布置在油泵前和油喷嘴前,用来清除油中的杂质,防止损伤油泵和堵塞喷嘴。常用的供油泵有离心泵、往复泵、螺杆泵和齿轮泵,每台锅炉需并联布置2~3台。油加热器有管壳式、套管式、内插式和盘管式,用蒸汽(0.29~1.2兆帕、250~300℃)加热燃油,确保油路畅通,并使炉前油的黏度能达到良好雾化的要求。
燃气锅炉上的主要辅机有调压器、过滤器和安全阀,燃用液化天然气时还有汽化器。
2. 汽水系统辅机
主要有给水泵、锅水循环泵和阀门。
2.1. 给水泵
是向锅炉输送一定压力的给水,每台锅炉并联配置2~3台。给水泵有定速泵和调速泵两种,大容量锅炉上均采用调速泵。泵的驱动方式有汽动和电动,常以汽动泵为主泵,电动泵作备用。泵的输出流量应为锅炉最大连续出力的105%~110%,泵的效率可达80%~85%。在主给水泵前常串联有前置泵,为主给水泵进口增压。
2.2. 锅水循环泵
用于辅助循环锅炉和复合循环锅炉的蒸发系统,用来加强锅炉水的循环。其特点是提升压头不大,但流量大、工质又为高温高压锅水,机械密封已不能用于泵的轴封,故将电动机和泵体处于同一密封的压力壳内,称为无轴封循环泵。
2.3. 阀门
是汽水系中数量大、品种多的设备,如一台300兆瓦锅炉的汽水系统中就有425只阀门,主要有截止阀、调节阀、安全阀、止回阀、泄放阀、减温减压阀、疏水阀等,操作有手动、电动、气动、液动、电液和电磁方式。
其中结构复杂、技术要求高的是安全阀、调节阀和減温减压阀。
①安全阀。
防止汽水系统因超压而发生爆破损坏设备的阀门。当内压力上升超过额定值时,安全阀就自动跳起,排放部分汽、水,使压力下降;当压力降到规定值时,阀自动关闭,并保持密封。常用的有杠杆重锤式、弹簧式、先导式(脉冲式)、动力控制式安全阀,每台锅炉上需配置2~8只,没有安全阀的锅炉是不准投入运行的。
②调节阀。
在汽水系统中用来调节锅炉给水量和减温器喷水量。给水调节阀的特点是流量大(最大流量为锅炉瞬间最大给水量)、压力高(给水泵出口压力),阀芯易磨损,常采用回转式、套简式和塞柱式。喷水调节阀是根据蒸汽温度的高低来精确调节喷水量,常采用直通或角式针形阀、双座直通阀。驱动装置多为电动执行机构,少量采用气动或液动执行机构。
③减温减压阀。
是将高一级参数(压力、温度)的蒸汽降低到低一级参数蒸汽的设备。有两种形式:减压阀加減温器和减温减压过程在同一阀体内完成。通常用于机组的旁路系统和供热系统。新型的减温减压阀是蒸汽先经过可调节的节流截面减压,再在阀腔内与喷入的雾化减温水混合减温,然后经过消声节流孔板进一步减压到规定值。它具有结构紧凑、性能好、噪声低、体积小等优点。执行机构有液动和电动两种。液动执行机构提升力大,动作时间短(2~3秒),但液压系统复杂,维护工作量大;电动执行机构系统简单,维修方便,但动作时间较长(大于5秒)。
3. 烟风系统的辅机
主要有各类风机,除灰、渣设备和消烟除尘设备。
3.1. 风机
在锅炉上有多种用途。送风机用于向锅炉输送燃烧所需空气,大型锅炉上采用轴流式,中小型锅炉上采用离心式。引(吸)风机用于排送锅炉烟气至烟囱,输送介质为含尘高温(100~200℃)烟气,故叶轮必须有耐温防磨措施。煤粉风机用于输送气粉混合物,叶轮需有防磨措施。一次风机用来输送一次风至制粉系统,布置在空气预热器前的称为冷一次风机,其后的为热一次风机,输送250℃的空气,常采用耐温离心式高压风机。排粉风机布置在细粉分离器后,用于输送乏气。烟气再循环风机是从锅炉尾部烟道中抽取含尘高温(小于400℃)烟气,再送入炉膛,以调节炉膛温度,改变各受热面的吸热比例,从而调节再热汽温。
3.2. 除灰设备
有吹灰器、振动除灰和钢珠除灰装置。应用最多的是吹灰器,布置在炉内各个部位。以低压蒸汽(0.8~1.8兆帕)、锅水或压缩空气为吹扫介质,通过喷嘴形成高速射流,吹扫受热面烟气侧沉积的灰渣,以提高传热效率。吹扫干灰时,利用介质射流的能量,将干灰吹飞,随烟气流带走;吹扫积渣时,介质先对灼热渣块激冷淬裂,然后依靠射流能量吹走。通常只在燃煤锅炉上装设吹灰器。振动除灰是由振动器发生激振力,通过振杆使受热面管子振动,以清除积灰。钢珠除灰是利用钢珠(直径3~5毫米)下落的动能,在管伺弹跳碰撞以清除积灰。
3.3. 排灰渣设备
是将炉渣和细灰排出炉外,并送至灰渣场。有机械(螺旋桨式和链式)、水力(低压、高压、混合)和气力(正压、负压)3种排灰渣方式。机械方式便于灰渣综合利用;水力方式有利环保,适用于水源丰富地区;气力方式适用于干旱地区。大型电厂中常采用几种排灰渣方式混合使用。
3.4. 消烟除尘设备
是防止锅炉对大气污染的环保型辅机,主要有烟气除尘器和脱硫、脱硝装置:
①烟气除尘器。
布置在锅炉尾部烟道出口处,用来清滤烟气中的飞灰和少量未燃尽炭粒,使其达到环保标准后排放大气。按其结构和除尘原理,可分为机械式、洗涤式、过滤式和电气式4种。机械式效率为60%~80%,洗涤式为90%,过滤式和电气式可达99%以上。为保护生态环境,电站锅炉上普遍设置电气式除尘器。
②烟气脱硫装置。
是20世纪下半叶发展起来的环保型辅机,布置在除尘器后的烟道上。烟气在脱硫塔内自下向上流动,吸收剂从塔上部喷淋而下,在充分的接触过程中,烟气中的二氧化硫被吸收剂吸收而脱硫。常用的吸收剂有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠和氢氧化镁,其脱硫效率可达90%~100%。脱硫工艺常有湿式、喷雾干燥式和半干式,海滨电厂还可用海水喷淋式。脱硫装置的最大同题是占地面积大、运行费用高、设备投资大,约占电厂总投资的10%~20%。
③烟气脱硝装置。
主要有氨接触还原法,由氨注入器、催化还原反应器和排污管组成,设置在锅炉尾部烟道中(230~400℃烟温区)。氨在催化剂(二氧化钛、三氧化钙、五氧化二钒和三氧化锰)作用下,与烟气中的复氧化物反应,生成氮气和水蒸气,从而达到脱硝。
摘自:《中国大百科全书(第2版)》第8册,中国大百科全书出版社,2009年
来源:一品姑苏城